I2Cの設定（２）もう少し真面目に動かす

これを防ぐためには出力を制御しつつ、マスターから直接Hを出力しないようにする
必要があります。バスはプルアップされているため、何も出力されていない状態では
Hになります。
そこで0を送信するときはLを出力し、1を送信するときは何も出力しないようにすれ
ばマスターのHとスレーブのLが衝突して壊れる事はなくなります。
また、H送信中はスレーブからLが送信されたことを検出する必要があります。

入出力独立仕様（今回は使わない）

これについてはトランジスタとポートを使用する方法もありますが、今回はシンプルに
L送信時はポートを出力設定にして0を出力し、H送信時はポートを入力設定にしてプル
アップでバスをHにしつつ入力を受け付けることにします。

入出力統合仕様（今回使用する）

SCLについても同様の処理を行います。
入出力の切り替えはマイコン内で処理するため、マイコン外部はプルアップだけになります。

---

ポート設定

PE0,PE1にはLEDが繋がっているため他のポートを使用します。
通信系を一ヵ所にまとめたいので、I2CにはPA2,PA5を使用します。
外部割込みの会でPA2,PA5を外部割込み端子に設定していましたが、今後は外部割り込み
機能をPB2,PB5へ移植します。


実際に配線は以下となります。

---

プログラム

前回のプログラムに追記します。
太字が追記部分です。

#include "iodefine.h"
#include "io_setup.h"

//I2Cプロトタイプ宣言
void init_I2C(void);//I2C初期化
void set_SCL(int);    //SCL出力設定
void set_SDA(int);    //SDA出力設定
int get_SCL(void);    //SCL状態取得
int get_SDA(void);    //SDA状態取得

main(){
    int i=0;
    int count=0;        //内部カウント
    int scl=1,sda=1;    //バス状態は1
    int addless;
    int data[2];
    int stop_f=0;

    hardware_setup();    //入出力の初期化
    init_I2C();            //I2C機能の初期化

    set_LED_R(scl);        //LED赤の初期化(クロック)
    set_LED_G(sda);        //LED緑の初期化(データ)
    set_SCL(scl);        //クロックの初期化
    set_SDA(sda);        //データの初期化

    /*変数の初期化*/
    addless=0xC8;    //アドレスの設定
    data[0]=0;        //データ0の設定（サブアドレス）
    data[1]=0x49;    //データ1の設定（電圧、正転逆転）

    /*メインループ*/
    while(1){
        i++;
        if(i>40000){    //40000カウントごとに処理
            i=0;
            count++;    //内部カウントを1増加
        }
   
        //クロック出力の設定
        if(stop_f){            //通信停止中
            scl=1;            //バス開放
            count=0;        //カウントリセット
            i=0;            //カウントリセット
        }else if((count/2)%2){    //2で割って、更に2で割った余りが0でないとき2,3,6,7,10,11・・・・
            scl=0;
        }else{                //それ以外
            scl=1;
        }//end count

        switch(count){    //内部カウントに応じてSDAを設定
            case 0:
                sda=1;
                break;
            case 1:        //スタートコンディション
                sda=0;
                break;

            case 3+4*0:    //3 アドレスbit7
                sda=(addless&0x80)?1:0;
                break;
            case 3+4*1:    //7 アドレスbit6
                sda=(addless&0x40)?1:0;
                break;
            case 3+4*2:    //11 アドレスbit5
                sda=(addless&0x20)?1:0;
                break;
            case 3+4*3:    //15 アドレスbit4
                sda=(addless&0x10)?1:0;
                break;
            case 3+4*4:    //19 アドレスbit3
                sda=(addless&0x08)?1:0;
                break;
            case 3+4*5:    //23 アドレスbit2
                sda=(addless&0x04)?1:0;
                break;
            case 3+4*6:    //27 アドレスbit1
                sda=(addless&0x02)?1:0;
                break;
            case 3+4*7:    //31 アドレスbit0
                sda=(addless&0x01)?1:0;
                break;
            case 3+4*8:    //35 ACK待ち
                sda=1;
                break;

            case 3+36+4*0:    //39 データ0bit7
                sda=(data[0]&0x80)?1:0;
                break;
            case 3+36+4*1:    //43 データ0bit6
                sda=(data[0]&0x40)?1:0;
                break;
            case 3+36+4*2:    //47 データ0bit5
                sda=(data[0]&0x20)?1:0;
                break;
            case 3+36+4*3:    //51 データ0bit4
                sda=(data[0]&0x10)?1:0;
                break;
            case 3+36+4*4:    //55 データ0bit3
                sda=(data[0]&0x08)?1:0;
                break;
            case 3+36+4*5:    //59 データ0bit2
                sda=(data[0]&0x04)?1:0;
                break;
            case 3+36+4*6:    //63 データ0bit1
                sda=(data[0]&0x02)?1:0;
                break;
            case 3+36+4*7:    //67 データ0bit0
                sda=(data[0]&0x01)?1:0;
                break;
            case 3+36+4*8:    //71 ACK待ち
                sda=1;
                break;

            case 3+36*2+4*0:    //75 データ0bit7
                sda=(data[1]&0x80)?1:0;
                break;
            case 3+36*2+4*1:    //79 データ0bit6
                sda=(data[1]&0x40)?1:0;
                break;
            case 3+36*2+4*2:    //83 データ0bit5
                sda=(data[1]&0x20)?1:0;
                break;
            case 3+36*2+4*3:    //87 データ0bit4
                sda=(data[1]&0x10)?1:0;
                break;
            case 3+36*2+4*4:    //91 データ0bit3
                sda=(data[1]&0x08)?1:0;
                break;
            case 3+36*2+4*5:    //95 データ0bit2
                sda=(data[1]&0x04)?1:0;
                break;
            case 3+36*2+4*6:    //99 データ0bit1
                sda=(data[1]&0x02)?1:0;
                break;
            case 3+36*2+4*7:    //103 データ0bit0
                sda=(data[1]&0x01)?1:0;
                break;
            case 3+36*2+4*8:    //107 ACK待ち
                sda=1;
                break;

            case 3+36*3:    //111 ストップコンディション準備
                sda=0;
                break;
            case 3+36*3+2:    //113 ストップコンディション
                sda=1;
                stop_f=1;
                break;

            default:  // 2018/09/22 誤記修正
                break;
        }//end switch

        set_LED_R(scl);        //LED赤(クロック)を出力
        set_LED_G(sda);        //LED緑(データ)を出力
        set_SCL(scl);        //クロックを出力
        set_SDA(sda);        //データを出力

    }//end while
}//end main

//I2C初期化
void init_I2C(void){
    //ポートAの入出力を設定する
    PFC.PAIORL.BIT.B2 = 0;    //入力
    PFC.PAIORL.BIT.B5 = 0;    //入力

    //出力値を初期化する
    PA.DRL.BIT.B2=0;        //出力値は0
    PA.DRL.BIT.B5=0;        //出力値は0
}//end init_I2C

//SCL出力設定
void set_SCL(int value){
    PA.DRL.BIT.B2=0;        //出力値は0
    if(value){
        PFC.PAIORL.BIT.B2 = 0;    //H(入力)
    }else{
        PFC.PAIORL.BIT.B2 = 1;    //L(出力)
    }
}//end set_SCL

//SDA出力設定
void set_SDA(int value){
    PA.DRL.BIT.B5=0;        //出力値は0
    if(value){
        PFC.PAIORL.BIT.B5 = 0;    //H(入力)
    }else{
        PFC.PAIORL.BIT.B5 = 1;    //L(出力)
    }
}//end set_SDA

//SCL状態取得
int get_SCL(void){
    return PA.DRL.BIT.B2;
}

//SDA状態取得
int get_SDA(void){
    return PA.DRL.BIT.B5;
}

前回同様に実行してモーターが回れば成功です。
LEDとバスのプルアップ抵抗より十分大きな抵抗を使えば、バスの状態を視認する事が
できます。

10kΩを使用しました。
ベースボードのLEDと比較するとスレーブからのACK返信の確認ができます。

---

受信テスト（2018/09/22）

このまま受信してみます。

switch部分を以下の様に変更します。
＜設定＞
        switch(count){    //内部カウントに応じてSDAを設定
            case 0:
                sda=1;
                break;
            case 1:        //スタートコンディション
                sda=0;
                break;

            case 3+4*0:    //3 アドレスbit7
                sda=(addless&0x80)?1:0;
                break;
            case 3+4*1:    //7 アドレスbit6
                sda=(addless&0x40)?1:0;
                break;
            case 3+4*2:    //11 アドレスbit5
                sda=(addless&0x20)?1:0;
                break;
            case 3+4*3:    //15 アドレスbit4
                sda=(addless&0x10)?1:0;
                break;
            case 3+4*4:    //19 アドレスbit3
                sda=(addless&0x08)?1:0;
                break;
            case 3+4*5:    //23 アドレスbit2
                sda=(addless&0x04)?1:0;
                break;
            case 3+4*6:    //27 アドレスbit1
                sda=(addless&0x02)?1:0;
                break;
            case 3+4*7:    //31 アドレスbit0
                sda=(addless&0x01)?1:0;
                break;
            case 3+4*8:    //35 ACK待ち
                sda=1;
                break;

            case 3+36+4*0:    //39 データ0bit7
                sda=(data[0]&0x80)?1:0;
                break;
            case 3+36+4*1:    //43 データ0bit6
                sda=(data[0]&0x40)?1:0;
                break;
            case 3+36+4*2:    //47 データ0bit5
                sda=(data[0]&0x20)?1:0;
                break;
            case 3+36+4*3:    //51 データ0bit4
                sda=(data[0]&0x10)?1:0;
                break;
            case 3+36+4*4:    //55 データ0bit3
                sda=(data[0]&0x08)?1:0;
                break;
            case 3+36+4*5:    //59 データ0bit2
                sda=(data[0]&0x04)?1:0;
                break;
            case 3+36+4*6:    //63 データ0bit1
                sda=(data[0]&0x02)?1:0;
                break;
            case 3+36+4*7:    //67 データ0bit0
                sda=(data[0]&0x01)?1:0;
                break;
            case 3+36+4*8:    //71 ACK待ち
                sda=1;
                break;

            case 3+36*2+0:        //75 リスタート準備
                sda=1;
                break;
            case 3+36*2+2:        //77 リスタート
                sda=0;
                break;


            case 3+4+36*2+4*0:    //79 アドレスbit7
                sda=(addless&0x80)?1:0;
                break;
            case 3+4+36*2+4*1:    //83 アドレスbit6
                sda=(addless&0x40)?1:0;
                break;
            case 3+4+36*2+4*2:    //87 アドレスbit5
                sda=(addless&0x20)?1:0;
                break;
            case 3+4+36*2+4*3:    //91 アドレスbit4
                sda=(addless&0x10)?1:0;
                break;
            case 3+4+36*2+4*4:    //95 アドレスbit3
                sda=(addless&0x08)?1:0;
                break;
            case 3+4+36*2+4*5:    //99 アドレスbit2
                sda=(addless&0x04)?1:0;
                break;
            case 3+4+36*2+4*6:    //103 アドレスbit1
                sda=(addless&0x02)?1:0;
                break;
            case 3+4+36*2+4*7:    //107 アドレスbit0
                sda=1;        //読出しなので1
                break;
            case 3+4+36*2+4*8:    //111 ACK待ち
                sda=1;
                break;

            case 3+4+36*3+4*0:    //115 データ受信bit7
                sda=1;
                break;
            case 3+4+36*3+4*1:    //119 データ受信bit6
                sda=1;
                break;
            case 3+4+36*3+4*2:    //123 データ0bit5
                sda=1;
                break;
            case 3+4+36*3+4*3:    //127 データ0bit4
                sda=1;
                break;
            case 3+4+36*3+4*4:    //131 データ0bit3
                sda=1;
                break;
            case 3+4+36*3+4*5:    //135 データ0bit2
                sda=1;
                break;
            case 3+4+36*3+4*6:    //139 データ0bit1
                sda=1;
                break;
            case 3+4+36*3+4*7:    //143 データ0bit0
                sda=1;
                break;
            case 3+4+36*3+4*8:    //147 NOACK
                sda=1;
                break;

            case 3+4+36*4:        //151 ストップコンディション準備
                sda=0;
                break;
            case 3+4+36*4+2:   //153 ストップコンディション
                sda=1;
                stop_f=1;
                break;

            default:
                break;
        }//end switch

まともに受信処理を作成していませんが、デバッグLEDにて0を受信できているらしいことが確認できます。